无机盐工业
主管:中海油天津化工研究设计院有限公司
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   中海油炼油化工科学研究院(北京)有限公司
   中国化工学会无机酸碱盐专业委员会
ISSN 1006-4990 CN 12-1069/TQ
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特别企划│《无机盐工业》2021一季度高下载量文章回顾!
发布日期: 2021-08-09    浏览: 2065

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金属有机框架材料的绿色合成

张彦星,吴一楠,李风亭

Doi:10.11962/1006-4990.2020-0148

摘要金属有机框架化合物(Metal-Organic frameworks,简称MOFs)是由金属离子(或簇)与有机配体配位并经由自组装而形成的一类多孔材料。MOFs具有极其发达的孔道结构,比表面积和孔容远超其他多孔材料。有机/无机杂化这一特点也赋予了MOFs其他材料(例如沸石、活性炭等)所不具备的无限结构功能可调性。此外,MOFs具有移除客体分子而主体框架完好保持的持久孔道或孔穴,这使得MOFs具有超乎寻常的化学及物理稳定性。正是基于以上这些特点,MOFs在许多领域有着丰富的应用,例如催化、H2储存、CO2捕集、药物运输、污染物吸附、生物医学成像等方面。MOFs的商业化探索成为了目前的热点。MOFs的很多应用都与可持续发展及“绿色材料”有关,但MOFs本身的合成过程也需要考虑可持续性和环境影响。金属有机化学所面临的环境挑战是独特的,因为它将金属离子、有机配体的危害联系在一起,且合成过程大多需要大量能耗。主要介绍了金属有机框架材料的绿色可持续合成,主要分为4个方面:1)使用更安全或生物相容性的配体;2)使用更绿色、低成本的金属源;3)绿色溶剂的开发;4)无溶剂合成法。


《无机盐工业》2021年53卷第2期


过渡金属型锰基低温NH3-SCR脱硝催化剂研究综述

冯   晴,曾贤君,张利杰,李   贺,孟广莹,孙彦民

Doi:10.11962/1006-4990.2020-0086

摘   要:综述了一元至多元过渡金属与锰的复合氧化物和负载型过渡金属与锰基催化剂的低温脱硝性能,着重阐述了在不同活性组分下,制备出不同结构的过渡金属催化剂对脱硝活性的影响。分析总结了过渡金属催化剂在低温NH3-SCR中的反应机理及其抗水抗硫性能,最后,针对过渡金属催化剂存在的问题,展望了该领域未来可能的发展方向和研究热点。

《无机盐工业》2021年53卷第1期


新能源汽车电池负极材料的制备与性能研究

包科杰,路凌然

Doi:10.11962/1006-4990.2020-0229

摘  要:采用原位合成法制备了镍-氧化镍/多孔碳纳米片(Ni-NiO/PCNs)负极材料,对比分析了氯化钠模板、退火温度和退火时间对负极材料物相组成、显微形貌和电化学性能的影响。结果表明,Ni/PCNs、Ni-NiO/C和Ni-NiO/PCNs负极材料都主要含有镍和无定型碳相,且后2种负极材料还含有氧化镍相;300 ℃/4 h为Ni-NiO/PCNs负极材料适宜的退火工艺,此时Ni-NiO/PCNs负极材料中Ni-NiO粒子分散性较好且保持着三维片层结构,平均尺寸约为27 nm,Ni-NiO实现了对无定型C的包裹;退火时间过长(6 h)会使得镍粒子过氧化且发生团聚,而温度过高(400 ℃)会使得粒子以团聚为主,三维片层状结构消失。电流密度为1 A/g、循环5 000圈后Ni-NiO/PCNs负极材料的放电比容量为235 mA?h/g,此时的放电比容量约为首圈放电比容量的83.93%;Ni-NiO/C和Ni/PCNs负极材料在充放电循环过程中以及循环5 000圈后的放电比容量和容量保持率都明显低于Ni-NiO/PCNs负极材料,Ni-NiO/PCNs负极材料具有更好的循环稳定性,这主要与其具有独特的多孔三维片层结构有关。

《无机盐工业》2021年53卷第3期


不同晶型纳米二氧化锰制备及对亚甲基蓝吸附性能

许乃才,史丹丹

Doi:10.11962/1006-4990.2020-0218

摘  要:以高锰酸钾(KMnO4)为氧化剂、硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]为还原剂,用水热氧化还原反应制备了层状δ-二氧化锰和隧道型α-二氧化锰纳米材料。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和氮气吸-脱附技术对产物的晶型、形貌及孔结构进行了表征。实验结果表明,δ-二氧化锰呈花状微球形貌,具有介孔结构(平均孔径为3.4 nm),BET比表面积为219 m2/g;α-二氧化锰呈纳米线束形貌,具有部分介孔结构(平均孔径为35.7 nm和154.6 nm),BET比表面积为26 m2/g。研究了不同晶型纳米二氧化锰对亚甲基蓝的吸附性能。实验结果表明,在相同条件下α-二氧化锰的吸附性能优于δ-二氧化锰,且在碱性环境下吸附效果较好。当反应时间达到120 min时,α-二氧化锰和δ-二氧化锰对亚甲基蓝的去除率分别为84.4%和82.9%。

《无机盐工业》2021年53卷第3期


氮杂化介孔碳制备方法及在超级电容器中的应用进展

李   璐,高长青,刘怡琳,王   雪,李建生,刘炳光

Doi:10.11962/1006-4990.2020-0572

摘   要:氮杂化介孔碳是在有序介孔碳的骨架中掺入氮原子部分取代碳原子形成的多孔物质是一种具有优异性价比的新型碳材料。综述了氮杂化介孔碳的各种制备方法及其特点,重点介绍了混合聚合物炭化法和共聚物炭化活化结合法等新型的氮杂化介孔碳的制备方法;介绍了制备氮杂化介孔碳的碳、氮原料的来源和特点;总结并提出了提高氮杂化介孔碳比电容的途径和方法;提出了导电性氮杂化介孔碳的制备新方法。建议将氮杂化介孔碳的制备和酚类废物处理结合起来,以实现酚类废物的综合利用;建议将掺氟氧化锡原位引入氮杂化介孔碳的制备中,催化活化得到导电性氮杂化介孔碳材料。

《无机盐工业》2021年53卷第3期


片状铋/钒酸铋复合催化剂的制备及其光催化性能

冯   飞,李书文,汪铁林,王为国,王存文

Doi:10.11962/1006-4990.2020-0064

摘   要:用溶剂热法合成了一系列不同铋含量的片状铋/钒酸铋(Bi/BiVO4)复合光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、电感耦合等离子发射光谱(ICP-OES)、氮气吸附脱附和光电流响应等技术对所制备的催化剂进行了表征。通过氙灯下光催化降解亚甲基蓝的性能来评价样品的光催化活性实验结果表明铋的自掺杂能显著提高钒酸铋的光催化活性。最后,通过自由基捕获实验对铋/钒酸铋光催化机理进行了探讨。

《无机盐工业》2021年53卷第1期


锂离子电池电解质六氟磷酸锂市场分析

孙新华,侯   雷,秦   凯

Doi:10.11962/1006-4990.2020-0383

摘   要:通过对未来5 a锂离子电池在动力电池、储能电池、数码电池市场的发展情况分析,预测锂离子电池生产的平均增长率将达到26%以上,到2025年对应锂离子电池电解液的需求量和六氟磷酸锂需求量将分别达到93.0万t和10.3万t。分析目前六氟磷酸锂产能情况和后期各生产企业扩产计划,预测六氟磷酸锂产能在2022年以前满足市场需求;若2025年以前各生产企业扩产到位,供需将会达到平衡,并且六氟磷酸锂价格趋于平稳,在原材料价格波动不大的情况下预计其价格在8.5万元/t左右。


《无机盐工业》2021年53卷第3期


钛白副产硫酸亚铁光芬顿氧化降解甲基橙的研究

舒弋芮,张   攀,王   玮,向恒立,任根宽,许德华,张志业,杨秀山

Doi:10.11962/1006-4990.2020-0190

摘   要以钛白副产硫酸亚铁作为光芬顿的铁源和催化剂,研究了钛白副产硫酸亚铁-过氧化氢体系在紫外光照射条件下对甲基橙的氧化分解作用,并分析了温度、过氧化氢浓度、波长、钛白副产硫酸亚铁浓度和纯硫酸亚铁浓度等因素对甲基橙脱色率的影响。实验结果表明:当温度为35 °C、过氧化氢浓度为6.4 mmol/L、副产硫酸亚铁浓度为1.0 mmol/L时,在395 nm波长下甲基橙的脱色速率最快,达到100%。在相同条件下,钛白副产硫酸亚铁对甲基橙的脱色效果优于纯硫酸亚铁的效果。因此,以钛白副产硫酸亚铁作为光芬顿催化剂,并以此来催化降解甲基橙,提高了钛白副产硫酸亚铁的资源利用率,拓宽了其资源化利用的途径。

《无机盐工业》2021年53卷第3期


离子交换法脱除磷酸中锰离子的动态吸附研究

庄海波,杨   林,邓   强,叶润州,吴赵敏

Doi:10.11962/1006-4990.2020-0096

   近年来离子交换技术在湿法磷酸净化领域得到了广泛的发展与应用。采用 Sinco-430型阳离子交换树脂脱除磷酸中的锰离子,考察了流量、磷酸溶液初始锰浓度、温度对吸附效果的影响。结果表明:增大进液流量、提高溶液初始锰浓度以及升高温度均有利于缩短树脂饱和时间,但进液流量的增大会降低树脂的吸附率,而温度的升高则会降低树脂的饱和吸附量。在进液流量为4.0 mL/min、溶液初始锰质量浓度为10.22 mg/mL、体系温度为35 ℃的条件下,树脂对锰离子的饱和吸附量为64.76 mg/g、吸附效率为63.55%。采用Thomas,Yoon-Nelson和Yan三种吸附模型对动态吸附过程数据进行拟合,发现Yan模型的拟合效果最佳,而且由其计算得出的饱和吸附量与实验测定值的相对偏差在6.93%~10.91%。

《无机盐工业》2021年53卷第1期


铁、钴、镍、铜和锌催化剂催化氨硼烷水解产氢性能研究

孙海杰,梅洋洋,陈志浩,陈凌霞,张巧玉 刘欣改

Doi:10.11962/1006-4990.2020-0061

摘   要采用浸渍-还原法制备了铁、钴、镍、铜和锌催化剂,考察了其催化氨硼烷水解产氢性能,并优化了钴催化剂的制备条件和反应条件。结果发现,铁催化剂中铁以Fe2B合金相存在,钴催化剂中钴以金属钴存在,镍催化剂中镍以金属镍和Ni(OH)2?2H2O存在,铜催化剂中铜以金属铜和氧化亚铜存在,锌催化剂中锌以Zn4SO4(OH)6?4H2O存在。铁、钴、镍、铜和锌催化剂催化氨硼烷水解产氢活性由大到小顺序为钴催化剂、镍催化剂、铜催化剂、铁催化剂、锌催化剂。显然,具有金属钴相的钴催化剂、金属镍相的镍催化剂和金属铜相的铜催化剂催化氨硼烷产氢活性高于具有Fe2B合金相的铁催化剂。锌催化剂在制备条件下不能被还原为金属相,它几乎没有催化氨硼烷产氢活性。氯化钴与还原剂硼氢化钠的物质的量比为1:1.3、还原温度为303 K时制备的钴催化剂催化BH3NH3水解产氢性能最佳。反应动力学计算表明钴催化剂催化BH3NH3水解产氢反应对氨硼烷浓度的反应级数为零级,对钴催化剂浓度的反应级数为一级,活化能为58 kJ/mol。

《无机盐工业》2021年53卷第1期


汽车锂电池正极材料的制备与性能研究

范庆科,孟庆华,罗凤钰

Doi:10.11962/1006-4990.2020-0133

摘  要:研究了钼掺杂对汽车锂电池正极材料[Mn0.58Ni0.18Co0.14]0.8-xMox(OH)2物相组成、微结构和电化学性能的影响。结果表明,x=0.005的正极材料由于具有最强的超晶格结构稳定性而表现出最强的超晶格衍射峰,而x=0.01和x=0.02的正极材料中钼酸锂杂相峰的存在会一定程度上破坏超晶格结构;不同钼掺杂的正极材料的颗粒粒径会随着Mo含量增加而不断增大;钼掺杂可以提升正极材料的锂离子键入能力而消除非晶态碳酸锂薄层的影响,但是过量钼掺杂会形成钼酸锂化合物;x=0.005的正极材料的放电比容量最高、传荷阻抗最小,充放电过程中锂离子更容易嵌入脱出,从而具有较高的高倍率放电性能,这主要与此时颗粒粒径较小以及形成了纯层状结构有助于增强锂离子导电性和动力学反应速度有关。

《无机盐工业》2021年53卷第1期


双氧水氧化工艺安全研究策略

朱红伟姜   杰孙   冰孙   峰徐   伟

Doi:10.11962/1006-4990.2020-0099

摘   :国内双氧水绿色氧化工艺蓬勃发展,但工艺本身危险性较高且发生过多起安全事故,严重阻碍了新工艺的开发和推广。为完善工艺安全研究、促进工艺开发,将工艺流程划分为双氧水储存系统、物料进料系统、反应系统、精馏系统等单元,对系统单元涉及的安全问题进行了阐述,总结和探讨了现有研究方法和研究成果。通过对全流程的双氧水氧化工艺中的安全问题和安全研究思路进行梳理分析,为相关工艺开发应用单位建立系统化的安全研究方法和策略、全面提升工艺安全提供建议和参考。

《无机盐工业》2021年53卷第1期